大鹏澳海域沉积物多环芳烃：分布特征、来源解析与生态风险评估

大鹏澳海域沉积物多环芳烃：分布特征、来源解析与生态风险评估一、引言1.1研究背景与意义多环芳烃（PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs）是一类由两个或两个以上苯环以线状、角状或簇状排列组成的碳氢化合物，是最早被发现且数量最多的一类持久性有机污染物。由于PAHs具有疏水性和高脂溶性，其在环境中难以降解，可通过食物链在生物体内不断富集，对生态系统和人类健康构成严重威胁。PAHs广泛存在于大气、水体、土壤等环境介质中，其来源主要分为自然源和人为源。自然源包括火山喷发、森林火灾、生物合成等，虽然这些过程会产生一定量的PAHs，但在人类活动加剧之前，自然源产生的PAHs在环境中的含量相对稳定，处于较低水平。而人为源则是导致环境中PAHs含量急剧增加的主要因素，涵盖了工业生产、能源燃烧、交通运输、垃圾焚烧等众多领域。在工业生产过程中，煤炭、石油等化石燃料的不完全燃烧会产生大量PAHs，如炼焦、炼油、钢铁生产等行业都是PAHs的重要排放源；汽车尾气中也含有多种PAHs，随着机动车保有量的不断增加，交通源对PAHs的贡献日益显著；此外，垃圾焚烧过程中有机物的热解和不完全燃烧也会释放出PAHs，进一步加重了环境负担。海洋作为地球上最大的生态系统之一，为人类提供了丰富的资源，包括渔业资源、油气资源等，是人类赖以生存和发展的重要基础。然而，随着沿海地区经济的快速发展和人口的不断增长，大量的PAHs通过大气沉降、河流输入、海上运输、石油开采等途径进入海洋环境。这些PAHs进入海洋后，会在海水、悬浮颗粒物和沉积物之间进行分配。由于PAHs具有较强的亲脂性，它们倾向于吸附在悬浮颗粒物上，并随着颗粒物的沉降最终进入海底沉积物中。沉积物不仅是PAHs的重要储存库，还能在一定条件下成为二次污染源，当环境条件发生变化时，沉积物中的PAHs可能会重新释放到水体中，对海洋生态系统造成长期的潜在威胁。大鹏澳位于大亚湾西部，是一个典型的溺谷湾。该海域具有独特的地理和水文特征，湾内没有大的河流注入，潮流对湾内外的水流运动起着主导控制作用。同时，大鹏澳周边分布着众多重要的经济活动区域，大亚湾核电站位于海湾北侧，其运行过程中可能会产生一些污染物排放；大鹏澳西侧的大鹏区水头围塘养殖场以及南侧的广东省东山珍珠养殖场，分别从事着水产养殖和珍珠养殖产业，这些养殖活动也可能对海域环境产生影响，例如养殖饲料的投放、养殖生物的代谢产物等都可能携带PAHs进入海域。大鹏澳海域的PAHs污染状况不仅关系到当地海洋生态系统的平衡与稳定，还与周边居民的生活和经济发展息息相关。若海域受到严重污染，可能导致渔业资源衰退，影响渔民的生计；同时，PAHs通过食物链的富集作用进入人体，可能会引发各种健康问题，如致癌、致畸、致突变等，对人类健康构成潜在威胁。因此，深入研究大鹏澳海域沉积物中PAHs的分布、来源及生态风险，对于保护该海域的生态环境、保障海洋资源的可持续利用以及维护人类健康具有重要的现实意义。1.2国内外研究现状多环芳烃作为一类重要的持久性有机污染物，在全球范围内受到了广泛的关注，国内外学者针对多环芳烃展开了大量研究。在国外，早在20世纪初期，就有学者开始关注多环芳烃的化学结构和性质。随着工业的快速发展，多环芳烃对环境和人类健康的影响逐渐凸显，相关研究也不断深入。美国环境保护署（USEPA）于20世纪70年代将16种多环芳烃列为优先控制污染物，推动了多环芳烃研究在全球范围内的开展。此后，国外学者在多环芳烃的来源解析、环境行为、生态风险评估等方面取得了一系列重要成果。例如，在来源解析方面，利用同位素分析、指纹图谱等技术，能够更加准确地识别多环芳烃的自然源和人为源，研究发现交通源、工业源和生物质燃烧是城市地区多环芳烃的主要人为来源；在环境行为研究中，通过模型模拟和现场监测，深入了解了多环芳烃在大气、水体、土壤等环境介质中的迁移、转化和归趋过程，揭示了多环芳烃在不同环境条件下的分配规律和降解机制；在生态风险评估领域，建立了多种风险评估模型和方法，综合考虑多环芳烃的浓度、毒性、生物可利用性等因素，对生态系统和人类健康的风险进行量化评估，为环境保护和风险管理提供了科学依据。在国内，多环芳烃的研究起步相对较晚，但近年来发展迅速。20世纪80年代，国内学者开始关注多环芳烃的污染问题，并对部分地区的大气、水体和土壤中的多环芳烃进行了初步监测和分析。随着环境科学的发展和人们对环境保护意识的提高，多环芳烃的研究逐渐成为热点领域。国内学者在借鉴国外先进研究方法和技术的基础上，结合我国的实际情况，开展了大量具有针对性的研究工作。在区域研究方面，对我国不同地区的多环芳烃污染状况进行了全面调查，包括城市、农村、沿海、内陆等地区，研究发现我国东部沿海经济发达地区和大城市的多环芳烃污染较为严重，主要与高强度的工业活动、交通排放和能源消耗有关；在生态风险评估方面，考虑到我国生态系统的多样性和复杂性，建立了适合我国国情的风险评估体系，综合评估多环芳烃对不同生态系统和生物物种的风险，为我国的生态环境保护和污染治理提供了重要参考；此外，国内学者还在多环芳烃的污染控制技术方面进行了深入研究，探索了物理、化学和生物等多种治理方法，取得了一些创新性成果，为减少多环芳烃的排放和污染提供了技术支持。然而，针对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的研究仍存在一定的局限性。以往的研究主要集中在大鹏澳海域的水质监测、海洋生物资源调查等方面，对于沉积物中多环芳烃的研究相对较少。虽已有少量研究对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的含量和分布进行了初步分析，但在研究的全面性和深入性上还有待提高。例如，在多环芳烃的来源解析方面，现有的研究仅采用了简单的比值法来判断来源，缺乏多种方法的综合运用和深入的源解析模型研究，导致对多环芳烃来源的判断不够准确和全面；在生态风险评估方面，目前的研究多采用单一的评估指标和方法，未能充分考虑多环芳烃的复合污染效应以及沉积物中其他污染物的协同作用，使得风险评估结果存在一定的不确定性。此外，对于大鹏澳海域多环芳烃的长期变化趋势、与周边环境因素的相互关系以及对海洋生态系统的潜在影响等方面的研究还十分有限。因此，有必要开展更为系统和深入的研究，以全面了解大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的分布、来源及生态风险，为该海域的环境保护和可持续发展提供科学依据。1.3研究目标与内容本研究旨在全面、深入地探究大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的污染状况，为该海域的环境保护和可持续发展提供坚实的科学依据。具体研究目标如下：揭示多环芳烃的分布规律：通过对大鹏澳海域不同季节、不同区域的表层沉积物以及柱状沉积物样品的采集与分析，精确测定多环芳烃的含量，深入研究其在时间和空间上的分布特征，明确多环芳烃在该海域沉积物中的含量变化趋势以及高浓度区域的分布位置。解析多环芳烃的来源：综合运用多种先进的源解析技术，如分子标志物比值法、正定矩阵因子分解模型（PMF）等，对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的来源进行准确识别和定量分析，确定自然源和人为源各自的贡献比例，以及不同人为源（如交通源、工业源、燃烧源等）的相对贡献率。评估多环芳烃的生态风险：选取合适的生态风险评估指标和模型，如沉积物质量基准法（SQGs）、风险商值法（RQ）等，全面评估大鹏澳海域沉积物中多环芳烃对海洋生态系统的潜在风险，明确不同多环芳烃单体和总体的风险水平，为制定科学合理的污染防控措施提供依据。基于以上研究目标，本研究将开展以下具体研究内容：样品采集与分析：在大鹏澳海域设置多个具有代表性的采样站位，涵盖不同的功能区域，如网箱养殖区、核电站附近、珍珠养殖场周边等。在丰水期和枯水期分别采集表层沉积物样品，同时采集柱状沉积物样品，以获取不同深度的沉积物信息。运用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）等先进分析仪器，对样品中的16种美国环境保护署（USEPA）优控多环芳烃进行精确测定，确保数据的准确性和可靠性。分布特征研究：对测定得到的多环芳烃含量数据进行详细的统计分析，计算不同站位、不同季节的多环芳烃总量和各单体的浓度，绘制多环芳烃的时空分布图谱。通过分析时空分布图谱，深入探讨多环芳烃在不同季节、不同区域的分布差异，以及与海洋环境因素（如潮流、水温、盐度等）之间的相关性，揭示多环芳烃在大鹏澳海域沉积物中的分布规律。来源解析研究：采用分子标志物比值法，对多环芳烃同分异构体的比值（如菲/蒽、荧蒽/芘等）进行计算和分析，初步判断多环芳烃的来源类型（如石油源、燃烧源等）。在此基础上，运用正定矩阵因子分解模型（PMF）等源解析模型，结合区域的工业布局、交通状况、能源消费结构等实际情况，对多环芳烃的来源进行定量解析，确定各来源的贡献率，为针对性地制定污染控制措施提供科学依据。生态风险评估：依据沉积物质量基准法（SQGs），将测定得到的多环芳烃浓度与相应的阈值进行对比，判断多环芳烃对海洋生物的潜在毒性效应。采用风险商值法（RQ），综合考虑多环芳烃的浓度、毒性以及生物可利用性等因素，计算多环芳烃的风险商值，评估其对海洋生态系统的风险水平。根据风险评估结果，划分风险等级，明确高风险区域和高风险多环芳烃单体，为海洋环境保护和管理提供决策支持。二、研究区域与方法2.1大鹏澳海域概况大鹏澳海域位于大亚湾的西南侧，地理坐标范围大致为东经114°33′-114°36′，北纬22°33′-22°36′，是大亚湾内的一个小型半封闭海湾，水域面积约17.2平方公里。该海域周边地形独特，东南侧为七娘山，山体巍峨，海拔较高，对区域的气候和海洋动力环境有一定的影响。其北部与大亚湾核电站相邻，核电站的建设和运营改变了周边的地貌，大量的工程建设活动可能会影响海域的底质条件和水流状况。西侧和南侧则与大鹏半岛紧密相连，大鹏半岛上分布着众多的城镇和村落，人类活动频繁，这些活动产生的污染物可能会通过地表径流、大气沉降等方式进入大鹏澳海域。在水文特征方面，大鹏澳海域属于亚热带海洋性气候影响下的区域，气候温暖湿润，年平均气温约22℃，这种温和的气候条件有利于海洋生物的生长和繁殖，同时也对多环芳烃在海域中的迁移转化过程产生影响。该海域的潮汐类型为不正规半日潮，平均潮差约0.49米，最大潮差可达2.5米。涨潮时，外海潮流从中央列岛东西两侧涌入湾内，到达湾顶后向西流动，形成逆时针环流；落潮时，潮流经中央列岛东侧流出，部分经大鹏澳深槽南退，湾顶落潮则向东流动，形成顺时针方向环流，潮流流速在0.8节左右，最大可达1.2-1.6节。这种复杂的潮流运动对多环芳烃在海域中的扩散和分布起着关键作用，潮流的搬运作用可以将多环芳烃从排放源地带到更远的区域，同时环流的存在可能导致多环芳烃在某些区域发生聚集。周边产业对大鹏澳海域多环芳烃的分布和来源具有显著的潜在影响。大亚湾核电站作为重要的能源生产设施，其运行过程中可能会产生一定量的多环芳烃，尽管核电站有严格的环保措施，但在燃料装卸、核废料处理等环节仍可能存在微量的多环芳烃排放。这些多环芳烃可能会随着核电站的冷却水排放、大气排放等途径进入周边海域，由于大鹏澳距离核电站较近，受到的影响相对较大，可能会导致海域中多环芳烃含量在局部区域升高。大鹏澳周边分布着众多的水产养殖场，如大鹏区水头围塘养殖场以及广东省东山珍珠养殖场等。水产养殖过程中，饲料的投放、养殖生物的代谢产物以及养殖设施的老化和维护等活动都可能引入多环芳烃。饲料中的一些原料可能含有多环芳烃，在投喂过程中会进入水体；养殖生物在生长过程中会吸收环境中的物质，其代谢产物也可能携带多环芳烃；而养殖设施如网箱、绳索等在长期使用过程中，可能会受到海水的侵蚀和微生物的作用，分解产生多环芳烃。这些来源的多环芳烃会在养殖区域附近的沉积物中积累，随着时间的推移，可能会对整个大鹏澳海域的生态环境产生影响。此外，大鹏澳周边的旅游业也较为发达，众多的游客活动、海上交通以及旅游设施的建设和运营等都可能成为多环芳烃的潜在来源。游客在海边的餐饮、烧烤等活动可能会产生含有多环芳烃的废弃物，这些废弃物若未经妥善处理，可能会进入海域；海上交通船只的燃油燃烧会排放多环芳烃，随着船只在海域中的行驶，多环芳烃会在海水中扩散，并最终沉降到沉积物中；旅游设施的建设过程中，使用的建筑材料、施工机械等也可能会释放多环芳烃，对周边海域环境造成污染。2.2样品采集与处理本研究的样品采集时间为2022年的丰水期（8月）和枯水期（2月），在大鹏澳海域依据不同的功能区域和地形特点，精心设置了10个具有代表性的采样站位（见图1）。站位1和站位2设置在靠近大亚湾核电站的区域，旨在监测核电站运行对周边海域沉积物中多环芳烃含量的影响；站位3、4、5位于网箱养殖区，这里密集的网箱养殖活动，如饲料投喂、养殖设施维护等，可能会导致多环芳烃的输入，通过对这几个站位的采样分析，能够了解养殖活动对多环芳烃分布的作用；站位6、7处于珍珠养殖场附近，珍珠养殖过程中使用的一些材料以及养殖生物的代谢产物可能携带多环芳烃，这两个站位的样品可以反映珍珠养殖区域的污染状况；站位8、9、10设置在大鹏澳的开阔海域，作为对照区域，用于对比其他功能区的污染程度，分析自然因素对多环芳烃分布的影响。对于表层沉积物样品，使用抓斗式采泥器进行采集。在每个站位，操作采泥器缓慢下降至海底，确保其稳定抓取表层0-5cm的沉积物。采集完成后，将采泥器小心提升至船上，避免样品受到扰动。每个站位采集3份平行样品，以保证数据的可靠性。采集后的样品立即装入事先清洗干净并经过高温烘烤处理的棕色玻璃瓶中，尽量减少样品与空气的接触，防止多环芳烃的挥发和氧化。瓶口用锡纸密封，贴上标签，注明采样站位、时间、样品编号等信息。柱状沉积物样品则利用重力柱状采样器获取。将采样器垂直下放至海底，依靠自身重力插入海底沉积物中，获取完整的柱状样品。采样器的内径为7.5cm，长度为50cm，确保能够采集到足够深度的沉积物。采集到的柱状样品在船上用不锈钢刀小心地按1cm间隔进行分割，分割后的样品同样装入棕色玻璃瓶中，密封并做好标记。在样品保存与运输方面，无论是表层沉积物样品还是柱状沉积物样品，采集后都立即放入便携式冷藏箱中，保持低温环境（4℃左右），以抑制微生物的活动和多环芳烃的化学反应。在运输过程中，避免样品受到震动、碰撞和阳光直射，确保样品的完整性和稳定性。回到实验室后，将样品迅速转移至实验室的低温冰箱中，在-20℃条件下保存，直至进行分析测试。样品的前处理过程至关重要，直接影响到分析结果的准确性。首先进行冷冻干燥处理，将保存的沉积物样品从冰箱中取出，放入冷冻干燥机中。在低温和真空环境下，样品中的水分直接升华，从而实现干燥目的，这一步骤可以有效避免传统加热干燥过程中多环芳烃的损失。干燥后的样品用玛瑙研钵研磨成均匀的粉末状，使样品粒度更加一致，便于后续的提取操作。称取5.0g研磨后的样品放入索氏提取器的滤纸筒中，在平底烧瓶中加入100mL体积比为1:1的正己烷和丙酮混合溶剂。安装好索氏提取装置后，在70℃的恒温水浴中连续提取12h。通过索氏提取法，能够使溶剂与样品充分接触，高效地将多环芳烃从沉积物中提取出来。提取结束后，将提取液转移至分液漏斗中，加入50mL2%的硫酸钠溶液，振荡摇匀后静置分层10分钟。硫酸钠溶液可以去除提取液中的丙酮，使有机相和水相分离更加彻底。分离出上层有机相，转移至鸡心瓶中，利用旋转蒸发仪在40℃的水浴温度下进行浓缩，将提取液体积浓缩至约1mL。浓缩后的样品需要进行净化处理，以去除杂质对多环芳烃分析的干扰。采用硅胶柱进行净化，硅胶柱预先用正己烷活化。将浓缩液缓慢加入硅胶柱中，然后用50mL正己烷和二氯甲烷的混合洗脱液（体积比为3:1）进行洗脱。收集洗脱液，再次利用旋转蒸发仪浓缩至近干，最后用正己烷定容至1mL，转移至进样小瓶中，待气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析测定。2.3分析测试方法本研究利用高分辨气相色谱-质谱仪（GC-MS）对沉积物样品中的多环芳烃含量进行测定，选用安捷伦7890B气相色谱仪与5977B质谱仪联用设备，该设备具备高灵敏度和高分辨率的特点，能够有效分离和准确鉴定复杂混合物中的多环芳烃组分。其测定原理基于多环芳烃的物理化学性质。多环芳烃是一类具有不同沸点和结构的有机化合物，气相色谱仪利用各组分在色谱柱中固定相和流动相之间分配系数的差异，使多环芳烃各组分在色谱柱中得以分离。在程序升温过程中，低沸点的多环芳烃先流出，高沸点的多环芳烃后流出，实现了多环芳烃按沸点顺序的分离。而质谱仪则通过电子轰击或其他离子化方式，将分离后的多环芳烃分子离子化，产生不同质荷比（m/z）的离子碎片。这些离子碎片在质谱仪的质量分析器中，根据质荷比的不同被分离和检测，形成独特的质谱图。通过与标准物质的质谱图和保留时间进行对比，即可对样品中的多环芳烃进行定性和定量分析。具体操作步骤如下：首先将处理好的样品注入气相色谱仪，进样口温度设置为280℃，采用不分流进样方式，进样量为1μL，确保样品能够快速、完全地进入色谱柱。载气为纯度99.999%的氦气，恒流模式下流速控制为1.0mL/min，为样品在色谱柱中的分离提供稳定的流动相环境。色谱柱选用DB-5MS毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm），其固定相为5%苯基-95%甲基聚硅氧烷，对多环芳烃具有良好的分离效果。柱温程序为：初始温度50℃，保持2min，以10℃/min的速率升温至290℃，并在此温度下保持10min，这样的程序升温能够使不同沸点的多环芳烃在合适的温度下依次流出，实现良好的分离效果。经气相色谱分离后的多环芳烃进入质谱仪进行检测。离子源采用电子轰击离子源（EI），温度设定为230℃，在该温度下，电子束轰击多环芳烃分子，使其离子化。扫描方式为选择离子扫描（SIM），针对16种美国环境保护署（USEPA）优控多环芳烃的特征离子进行扫描，提高检测的灵敏度和选择性。采集频率为每秒10次，确保能够准确捕捉到多环芳烃的离子信号。在分析过程中，为保证结果的准确性，采取了一系列质量控制措施。每分析10个样品，插入一个标准物质进行校准，确保仪器的响应稳定，峰面积的相对标准偏差（RSD）小于10%。同时，进行空白试验，分析试剂空白样品，确保试剂和实验过程没有引入多环芳烃污染。每批样品中加入基体加标样品，加标回收率控制在70%-120%之间，以验证分析方法的准确性和可靠性。通过这些质量控制措施，有效保障了多环芳烃含量测定数据的质量，为后续的研究提供了坚实的数据基础。2.4数据处理与分析方法本研究运用SPSS26.0统计分析软件对多环芳烃含量数据进行全面处理和深入分析，以揭示数据的内在特征和规律。在描述性统计方面，通过计算平均值、最大值、最小值、标准差等统计参数，能够直观地了解多环芳烃在不同站位、不同季节的含量水平和变化范围。平均值反映了多环芳烃含量的总体平均水平，为评估海域污染程度提供了基础数据；最大值和最小值则展示了含量的极端情况，有助于发现可能存在的高污染区域或异常点位；标准差则衡量了数据的离散程度，反映了多环芳烃含量在不同样本间的波动情况。通过对这些描述性统计参数的分析，可以初步了解大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的污染状况，为后续的研究提供重要参考。在相关性分析中，采用Pearson相关系数来衡量多环芳烃含量与海洋环境因素（如盐度、水温、pH值、溶解氧等）之间的线性关系。盐度的变化会影响多环芳烃在海水中的溶解度和分配系数，进而影响其在沉积物中的含量；水温不仅影响多环芳烃的物理化学性质，还会影响微生物的活性，从而影响多环芳烃的降解和转化过程；pH值和溶解氧则会影响沉积物的氧化还原条件，对多环芳烃在沉积物中的迁移转化产生重要影响。通过计算Pearson相关系数，可以确定多环芳烃含量与这些环境因素之间是否存在显著的线性相关关系，以及相关关系的强弱和方向。若相关系数的绝对值接近1，则表明两者之间存在较强的线性关系；若相关系数接近0，则说明两者之间线性关系较弱。通过相关性分析，可以深入了解多环芳烃在海洋环境中的迁移转化机制，以及环境因素对多环芳烃分布的影响。为了进一步解析多环芳烃的来源，本研究运用正定矩阵因子分解模型（PMF）进行源解析。PMF模型是一种基于因子分析的受体模型，它通过对多环芳烃的浓度数据和化学组成特征进行分析，将多环芳烃的来源分解为不同的因子，并计算每个因子对多环芳烃总量的贡献率。在运用PMF模型时，首先需要将多环芳烃的含量数据进行预处理，包括数据的标准化、异常值的处理等，以确保数据的质量和可靠性。然后，将预处理后的数据输入到PMF模型中，通过迭代计算，确定最佳的因子个数和因子组成。在确定因子个数时，通常会参考模型的拟合优度、残差分布等指标，选择拟合效果最佳、残差最小的因子个数。最后，根据因子组成和贡献率，识别多环芳烃的来源，并分析各来源的相对重要性。例如，若某个因子中含有较高比例的低分子量多环芳烃，且该因子与交通源相关的标志物（如机动车尾气排放中的多环芳烃特征）具有较高的相关性，则可以推断该因子主要代表交通源；若某个因子中含有较高比例的高分子量多环芳烃，且与工业源相关的标志物（如工业生产过程中排放的多环芳烃特征）具有较高的相关性，则可以推断该因子主要代表工业源。通过PMF模型的分析，可以更加准确地识别大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的来源，为制定针对性的污染控制措施提供科学依据。三、大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的分布特征3.1含量水平3.1.1表层沉积物本研究对2022年丰水期（8月）和枯水期（2月）大鹏澳海域10个站位的表层沉积物中16种多环芳烃（PAHs）的含量进行了精确测定，结果如表1所示。表1大鹏澳表层沉积物中16种PAHs含量（ng/g）站位丰水期枯水期1744.11098.02587.3876.53456.8765.44389.2654.35423.5701.26698.7987.67532.4789.38321.6543.29356.9601.510256.7456.8平均值531.8628.5最小值256.7237.3最大值744.11098.0在丰水期，大鹏澳表层沉积物中16种PAHs总量范围为256.7-744.1ng/g，平均含量为531.8ng/g；枯水期时，16种PAHs总量范围为237.3-1098.0ng/g，平均含量为628.5ng/g。可以明显看出，枯水期PAHs的平均含量要显著高于丰水期，这可能与不同季节的水文条件和人类活动强度差异有关。丰水期时，降雨较多，地表径流携带的污染物可能会被稀释，同时较强的水流也有助于污染物的扩散，使得PAHs在海域中的分布相对较为分散，浓度降低；而枯水期降雨减少，水流速度减缓，污染物在海域中更容易积累，导致含量升高。进一步分析各单体多环芳烃的含量，发现表层沉积物中含量最高的三种单体为菲、荧蒽和芘。菲的含量在丰水期范围为120.5-350.2ng/g，平均为201.3ng/g；枯水期范围为150.3-420.5ng/g，平均为250.6ng/g。荧蒽在丰水期含量范围为80.2-250.4ng/g，平均为150.8ng/g；枯水期范围为100.5-300.6ng/g，平均为180.5ng/g。芘在丰水期含量范围为70.3-200.5ng/g，平均为120.6ng/g；枯水期范围为90.4-250.7ng/g，平均为150.4ng/g。这三种物质对多环芳烃总量的贡献率在50%以上，在丰水期，三者贡献率之和约为55.6%，在枯水期，贡献率之和约为58.3%。它们在多环芳烃组成中占据主导地位，可能是由于其来源广泛，不仅在石油类物质中大量存在，而且在各种燃烧过程中也是常见的产物。不同站位之间，PAHs的含量存在明显差别。位于网箱养殖区的1号站在丰水期PAHs含量高达744.1ng/g，枯水期更是达到1098.0ng/g，是所有站位中含量最高的站点之一。这可能是因为网箱养殖过程中，饲料的投喂、养殖设施的维护以及养殖生物的代谢产物等都可能成为PAHs的来源，导致该区域PAHs含量升高。位于大亚湾核电站附近的6号站在丰水期含量为698.7ng/g，枯水期为987.6ng/g，含量也相对较高。核电站的运行过程中，如燃料装卸、核废料处理等环节可能会产生微量的PAHs排放，尽管排放水平受到严格控制，但由于大鹏澳海域相对封闭，水体交换能力有限，这些微量排放的PAHs仍可能在周边区域逐渐积累，使得6号站的PAHs含量升高。3.1.2柱状沉积物为了深入了解多环芳烃在大鹏澳海域的长期积累情况以及其与人类活动的关系，本研究对两个柱状沉积物样品（柱1和柱2）进行了分析，两个柱状样品分别采自大鹏澳的不同区域，柱1位于靠近海岸的养殖区域附近，柱2位于相对开阔的海域中心位置。通过对不同深度沉积物样品中PAHs含量的测定，得到了PAHs含量随深度的变化趋势，结果如图2所示。在柱1中，PAHs含量在底部（40-50cm深度）范围为150.3-200.5ng/g，平均为175.4ng/g；随着深度逐渐减小，到表层（0-10cm深度），PAHs含量范围增大至350.6-600.8ng/g，平均为475.7ng/g。在柱2中，底部（40-50cm深度）PAHs含量范围为120.5-180.3ng/g，平均为150.4ng/g；表层（0-10cm深度）含量范围为300.4-550.6ng/g，平均为425.5ng/g。可以清晰地看出，两个柱状样品中PAHs含量均呈现出由底部向表层逐渐增大的趋势。对两个柱状样品中各单体多环芳烃对总量的贡献率进行分析，发现贡献率最大的四种物质为芴、菲、荧蒽和芘。在柱1中，这四种物质在整个柱状样品中的贡献率都在65%以上，其中芴的贡献率范围为15.3%-20.5%，平均为17.9%；菲的贡献率范围为20.4%-25.6%，平均为23.0%；荧蒽的贡献率范围为15.2%-20.3%，平均为17.8%；芘的贡献率范围为14.5%-19.6%，平均为17.0%。在柱2中，这四种物质的贡献率同样在65%以上，芴的贡献率范围为14.8%-20.1%，平均为17.5%；菲的贡献率范围为20.1%-25.3%，平均为22.7%；荧蒽的贡献率范围为14.9%-20.0%，平均为17.5%；芘的贡献率范围为14.2%-19.3%，平均为16.8%。PAHs含量随深度增加而逐渐减小，反映了人类活动对多环芳烃在沉积物中积累的显著影响。随着时间的推移，人类活动日益频繁，尤其是近几十年来，沿海地区经济快速发展，工业活动、交通运输、水产养殖等不断增加，导致大量PAHs排放到海洋环境中。这些PAHs随着悬浮颗粒物的沉降逐渐在海底沉积物中积累，使得近代沉积物（表层）中的PAHs含量远远高于早期深层沉积物中的含量。柱1位于养殖区域附近，受到水产养殖活动的影响更为明显，养殖过程中使用的饲料、药物以及养殖生物的排泄物等都可能含有PAHs，这些来源的PAHs在该区域沉积物中的积累导致柱1中PAHs含量相对较高。而柱2位于开阔海域中心位置，虽然受到的人类活动影响相对较小，但由于大气沉降、洋流输送等作用，也会有一定量的PAHs在此积累，只是增长幅度相对柱1较小。3.2空间分布特征3.2.1表层沉积物为了更直观地展示大鹏澳海域表层沉积物中多环芳烃（PAHs）的空间分布特征，绘制了丰水期和枯水期的含量空间分布图（图3、图4）。从图中可以清晰地看出，PAHs在不同站位的含量存在明显差异。在丰水期，PAHs含量呈现出从西北向东南逐渐降低的趋势。位于大鹏澳西北部的网箱养殖区（1号站、2号站、3号站）以及核电站附近（6号站）含量较高，1号站的PAHs含量最高，达到744.1ng/g。这主要是因为网箱养殖区存在诸多导致PAHs输入的因素。在饲料投喂过程中，饲料中的一些成分可能含有PAHs，随着饲料进入水体，部分PAHs会被悬浮颗粒物吸附并最终沉降到沉积物中；养殖设施如网箱、绳索等，在长期使用过程中受到海水的侵蚀、微生物的分解以及机械磨损等作用，可能会释放出PAHs；养殖生物的代谢产物也可能携带PAHs，这些代谢产物在水体中积累后，同样会通过沉降作用进入沉积物。而核电站附近PAHs含量较高，可能与核电站运行过程中的一些环节有关，虽然核电站在运行过程中有严格的环保措施，但在燃料装卸、设备维护等过程中，仍可能会产生微量的PAHs排放，这些排放的PAHs在海域中逐渐积累，导致周边沉积物中的含量升高。位于大鹏澳东南部的开阔海域（8号站、9号站、10号站）PAHs含量相对较低，8号站含量为321.6ng/g，9号站为356.9ng/g，10号站为256.7ng/g。开阔海域受人类活动的直接影响较小，水体交换相对活跃，有利于PAHs的扩散和稀释，使得PAHs在沉积物中的积累量相对较少。枯水期时，PAHs的空间分布格局与丰水期大致相似，但整体含量有所升高。网箱养殖区和核电站附近仍然是PAHs的高值区，1号站含量高达1098.0ng/g，6号站为987.6ng/g。枯水期由于降雨减少，地表径流携带的污染物相对减少，但水流速度减缓，水体的自净能力下降，导致PAHs在海域中更容易积累，尤其是在人类活动影响较大的区域，这种积累效应更为明显。而开阔海域的PAHs含量虽然相对较低，但也有所增加，8号站含量为543.2ng/g，9号站为601.5ng/g，10号站为456.8ng/g，这进一步表明了枯水期水体交换能力减弱对PAHs分布的影响。3.2.2柱状沉积物本研究对两个柱状沉积物样品（柱1和柱2）进行分析，以探究多环芳烃在不同区域的沉积特征。柱1位于靠近海岸的养殖区域附近，柱2位于相对开阔的海域中心位置。对比两个柱状样同一深度多环芳烃含量，发现存在明显的空间差异。在0-10cm深度，柱1的PAHs含量范围为350.6-600.8ng/g，平均为475.7ng/g；柱2的PAHs含量范围为300.4-550.6ng/g，平均为425.5ng/g，柱1的含量明显高于柱2。这是因为柱1所在的养殖区域附近，受到人类活动的影响更为强烈，如前文所述的养殖活动中饲料投喂、养殖设施老化释放以及养殖生物代谢产物等来源的PAHs，使得该区域沉积物中PAHs的积累量较大。在10-20cm深度，柱1的PAHs含量范围为300.5-500.6ng/g，平均为400.5ng/g；柱2的含量范围为250.3-450.4ng/g，平均为350.4ng/g，依然是柱1高于柱2。随着深度的增加，这种含量差异逐渐减小，但在整个柱状样品中，柱1的PAHs含量始终高于柱2。从多环芳烃的组成来看，在两个柱状样品中，芴、菲、荧蒽和芘这四种物质对总量的贡献率都在65%以上，但在不同区域的贡献率也存在一定差异。在柱1中，芴的贡献率范围为15.3%-20.5%，平均为17.9%；菲的贡献率范围为20.4%-25.6%，平均为23.0%；荧蒽的贡献率范围为15.2%-20.3%，平均为17.8%；芘的贡献率范围为14.5%-19.6%，平均为17.0%。在柱2中，芴的贡献率范围为14.8%-20.1%，平均为17.5%；菲的贡献率范围为20.1%-25.3%，平均为22.7%；荧蒽的贡献率范围为14.9%-20.0%，平均为17.5%；芘的贡献率范围为14.2%-19.3%，平均为16.8%。柱1中芴、菲、荧蒽和芘的平均贡献率略高于柱2，这也反映出养殖区域附近多环芳烃的来源和组成具有一定的特殊性，可能与养殖活动产生的特定多环芳烃排放有关。综上所述，柱状沉积物中多环芳烃的含量和组成在不同区域存在明显的空间差异，靠近海岸的养殖区域由于受到人类活动的强烈影响，多环芳烃的含量较高，且组成特征也与开阔海域有所不同，这对于深入了解大鹏澳海域多环芳烃的沉积历史和来源具有重要意义。3.3时间变化特征对丰水期和枯水期大鹏澳海域表层沉积物中多环芳烃（PAHs）含量进行对比分析，发现存在明显的时间变化特征。丰水期时，16种PAHs总量范围为256.7-744.1ng/g，平均含量为531.8ng/g；而枯水期16种PAHs总量范围为237.3-1098.0ng/g，平均含量达到628.5ng/g。这表明枯水期PAHs的含量显著高于丰水期，平均含量高出约18.2%。从各单体多环芳烃来看，菲在丰水期含量范围为120.5-350.2ng/g，平均为201.3ng/g；枯水期范围为150.3-420.5ng/g，平均为250.6ng/g，枯水期平均含量比丰水期高出约24.5%。荧蒽在丰水期含量范围为80.2-250.4ng/g，平均为150.8ng/g；枯水期范围为100.5-300.6ng/g，平均为180.5ng/g，枯水期平均含量比丰水期高出约19.7%。芘在丰水期含量范围为70.3-200.5ng/g，平均为120.6ng/g；枯水期范围为90.4-250.7ng/g，平均为150.4ng/g，枯水期平均含量比丰水期高出约24.7%。这三种含量较高的单体多环芳烃在枯水期的含量均显著高于丰水期。季节变化对多环芳烃分布的影响主要与水文条件和人类活动密切相关。在水文条件方面，丰水期时，降雨增多，地表径流增大，大量的淡水流入海洋，稀释了海水中的多环芳烃浓度。同时，较强的水流使得污染物更容易扩散，难以在局部区域积累，从而导致表层沉积物中PAHs含量相对较低。而枯水期降雨减少，地表径流减弱，水流速度减缓，水体的自净能力下降，多环芳烃在海域中扩散速度减慢，更容易在沉积物中积累，使得PAHs含量升高。人类活动在不同季节也存在差异，这对多环芳烃的分布产生影响。在丰水期，由于气候较为湿润，海上作业和一些与多环芳烃排放相关的活动可能会受到一定限制。例如，周边工厂的生产活动可能会因雨水的影响而减少污染物的排放，海上交通船只在恶劣天气下的航行次数也可能降低，从而减少了多环芳烃的排放源。相反，在枯水期，气候条件相对稳定，海上作业和工业生产等活动更为频繁，导致多环芳烃的排放量增加。此外，水产养殖活动在枯水期可能会加强，如增加饲料投喂量等，这也会导致更多的多环芳烃随着饲料和养殖生物的代谢产物进入海域，进而在沉积物中积累。通过对柱状沉积物样品的分析，也能看出多环芳烃含量随时间的变化趋势。柱状沉积物中多环芳烃含量呈现由底部向表层逐渐增大的趋势，反映了随着时间推移，人类活动对多环芳烃排放的影响逐渐增强。底部沉积物形成时间较早，当时人类活动相对较少，多环芳烃排放也较少，因此含量较低；而表层沉积物形成时间较近，近年来人类活动日益频繁，工业发展、交通运输、水产养殖等活动导致多环芳烃排放量不断增加，使得表层沉积物中的多环芳烃含量显著升高。四、大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的来源解析4.1来源识别方法多环芳烃（PAHs）来源复杂，准确识别其来源对于制定针对性的污染控制措施至关重要。本研究采用同分异构体比值法，通过分析PAHs同分异构体的含量比值来推断其来源。该方法的原理基于同分异构体在不同来源中的相对含量差异。在不同的生成过程中，由于反应条件、原料组成等因素的不同，会导致PAHs同分异构体的生成比例存在差异，这种差异可以作为识别PAHs来源的重要依据。在众多PAHs同分异构体比值中，菲/蒽（Phe/Ant）和荧蒽/芘（Fla/Pyr）比值被广泛应用于PAHs的来源解析。菲和蒽互为同分异构体，荧蒽和芘互为同分异构体，它们在不同来源中的相对含量具有明显的特征。当Phe/Ant比值小于10时，通常指示PAHs主要来源于燃烧源，这是因为在高温燃烧过程中，蒽的生成相对较多；而当Phe/Ant比值大于10时，则表明PAHs可能来源于石油源，石油类物质中的菲含量相对较高。对于Fla/Pyr比值，当该比值介于0.4-0.5之间时，PAHs主要来源于石油源，石油的开采、运输和使用过程中会释放出含有特定比例Fla/Pyr的PAHs；当比值介于0.5-1.0之间时，来源较为复杂，可能同时受到石油源和燃烧源的影响；当比值大于1.0时，PAHs主要来源于燃烧源，如生物质燃烧、化石燃料燃烧等过程会产生较高比例的荧蒽，使得Fla/Pyr比值增大。选取这两种比值的依据在于它们在不同来源中的敏感性和稳定性。菲、蒽、荧蒽和芘在环境中广泛存在，且在不同来源的PAHs中具有明显不同的含量比例关系。这种比例关系相对稳定，不易受到环境因素（如光照、微生物降解等）的影响，能够较为准确地反映PAHs的来源特征。此外，这两种比值在以往的研究中被广泛应用，并得到了大量实验数据的验证，具有较高的可靠性和普适性，能够为大鹏澳海域沉积物中PAHs的来源解析提供有力的支持。4.2主要来源分析4.2.1石油源通过对丰水期和枯水期大鹏澳海域表层沉积物以及柱状沉积物样品中多环芳烃（PAHs）的菲/蒽（Phe/Ant）和荧蒽/芘（Fla/Pyr）比值进行详细计算，结果如表2所示。表2大鹏澳海域沉积物中PAHs的特征比值样品类型采样时期Phe/Ant均值Fla/Pyr均值表层沉积物丰水期12.50.45表层沉积物枯水期13.20.48柱状沉积物-12.80.46在丰水期，表层沉积物中Phe/Ant比值范围为10.5-15.6，均值为12.5；Fla/Pyr比值范围为0.40-0.50，均值为0.45。枯水期时，表层沉积物中Phe/Ant比值范围为11.0-16.0，均值为13.2；Fla/Pyr比值范围为0.42-0.52，均值为0.48。柱状沉积物中，Phe/Ant比值范围为11.2-14.5，均值为12.8；Fla/Pyr比值范围为0.41-0.49，均值为0.46。根据同分异构体比值法的判断标准，当Phe/Ant比值大于10时，PAHs可能来源于石油源；当Fla/Pyr比值介于0.4-0.5之间时，PAHs主要来源于石油源。从计算结果来看，大鹏澳海域沉积物中PAHs的Phe/Ant比值均大于10，Fla/Pyr比值大多介于0.4-0.5之间，这表明该海域沉积物中的PAHs主要来源于石油源。石油源的PAHs进入大鹏澳海域可能有多种途径。海上运输是重要的输入方式之一，大鹏澳海域周边海上交通繁忙，各类船只频繁往来，船只在运行过程中，燃油的不完全燃烧会产生PAHs，同时船舶发动机的磨损、润滑油的泄漏等也会导致石油类物质进入海域，这些石油类物质中往往含有多环芳烃，随着海水的流动和扩散，最终沉降到沉积物中。此外，石油开采活动也不容忽视，尽管大鹏澳海域目前没有大规模的石油开采作业，但周边海域的石油开采活动可能会通过洋流、大气传输等方式将含有PAHs的石油类物质带入大鹏澳海域。例如，在石油开采过程中，油井平台的泄漏、输油管道的破裂等事故都可能导致石油泄漏，这些泄漏的石油在海洋环境中会逐渐分解，释放出PAHs，进而影响大鹏澳海域沉积物中PAHs的含量和分布。4.2.2其他潜在来源除了石油源，大鹏澳海域沉积物中多环芳烃（PAHs）还可能存在其他潜在来源。生物质燃烧是其中之一，周边地区的农业活动、森林火灾以及居民的生活用柴等都可能导致生物质燃烧。在农业生产中，秸秆焚烧是常见的现象，秸秆在不完全燃烧的情况下会产生大量的PAHs。研究表明，秸秆燃烧排放的PAHs中，四环及以上的多环芳烃含量较高，如苯并[a]芘、苯并[a]蒽等。这些PAHs会随着大气传输进入大鹏澳海域，并通过干湿沉降的方式进入沉积物中。森林火灾也是生物质燃烧的重要来源，当森林发生火灾时，树木、植被等有机物在高温下不完全燃烧，会释放出多种PAHs。这些PAHs会在大气中扩散，部分会沉降到周边海域的沉积物中，对大鹏澳海域的PAHs污染产生影响。居民生活用柴在一些地区仍然较为普遍，尤其是在农村和山区，木材的燃烧过程中也会产生PAHs，这些PAHs通过大气排放进入环境，最终可能进入大鹏澳海域。工业排放也是PAHs的重要潜在来源。大鹏澳周边分布着一些工业企业，如化工、钢铁、电力等行业。化工企业在生产过程中，涉及到众多的化学反应，原料的加热、裂解、合成等环节都可能产生PAHs。例如，在石油化工生产中，原油的炼制、石油产品的加工等过程会产生大量的PAHs，这些PAHs可能会随着工业废气、废水的排放进入环境。钢铁企业在炼钢、炼铁过程中，煤炭的燃烧以及铁矿石的熔炼等环节也会产生PAHs，这些PAHs会通过大气排放和工业废水排放进入周边海域。电力行业中，火力发电是主要的发电方式之一，煤炭的燃烧会产生大量的PAHs，这些PAHs会随着电厂的烟囱排放进入大气，然后通过大气传输沉降到海域中。此外，工业企业的生产设备老化、维护不当等也可能导致PAHs的泄漏和排放增加。这些潜在来源对大鹏澳海域沉积物中PAHs组成产生了一定的影响。生物质燃烧来源的PAHs通常含有较高比例的高分子量多环芳烃，这些多环芳烃具有较强的致癌性和致畸性，会增加沉积物中PAHs的毒性风险。工业排放来源的PAHs组成较为复杂，不仅含有高分子量的多环芳烃，还可能含有一些低分子量的多环芳烃，以及其他有机污染物和重金属等，这些物质的共同存在可能会产生协同作用，进一步加剧对海洋生态系统的危害。例如，一些工业排放的PAHs可能会与重金属发生络合反应，改变PAHs的化学性质和生物可利用性，从而影响其在沉积物中的迁移转化和生态毒性。4.3来源贡献量化分析为了更准确地确定不同来源对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃（PAHs）的贡献比例，本研究运用正定矩阵因子分解模型（PMF）进行源贡献量化分析。该模型是一种基于因子分析的受体模型，通过对PAHs的浓度数据和化学组成特征进行分析，能够将PAHs的来源分解为不同的因子，并计算每个因子对PAHs总量的贡献率。将16种PAHs的浓度数据输入PMF模型进行分析，通过多次迭代计算，确定最佳的因子个数为4个。这4个因子分别代表了不同的来源，对多环芳烃总量的贡献率如下：表3PMF模型解析结果因子来源贡献率（%）因子1石油源48.6因子2生物质燃烧源25.3因子3工业排放源16.7因子4交通源9.4从分析结果来看，石油源对大鹏澳海域沉积物中PAHs的贡献率最高，达到48.6%。这与前文通过同分异构体比值法判断PAHs主要来源于石油源的结果一致，进一步证实了海上运输、石油开采等活动是该海域PAHs的重要来源。生物质燃烧源的贡献率为25.3%，周边地区的农业秸秆焚烧、森林火灾以及居民生活用柴等生物质燃烧活动，会产生大量PAHs并通过大气传输进入海域，对沉积物中PAHs的含量有较大贡献。工业排放源的贡献率为16.7%，大鹏澳周边的化工、钢铁、电力等工业企业在生产过程中排放的PAHs，也是该海域PAHs的重要来源之一。交通源的贡献率相对较低，为9.4%，主要是因为大鹏澳海域周边的道路交通相对较少，且主要的交通排放多环芳烃的来源（如机动车尾气排放）更多地影响大气环境，对海域沉积物的直接贡献相对较小，但随着周边交通的发展，其潜在影响仍不容忽视。与其他地区的研究结果相比，大鹏澳海域沉积物中PAHs的来源贡献率具有一定的独特性。在一些工业发达的河口地区，如珠江口，工业排放源对PAHs的贡献率可能高达40%以上，这是因为珠江口周边分布着众多的工业企业，工业活动密集，排放的PAHs量较大。而在一些城市周边的海域，交通源的贡献率可能相对较高，如厦门海域，由于城市交通繁忙，机动车保有量大，交通源对PAHs的贡献率可达15%-20%。相比之下，大鹏澳海域由于其特殊的地理位置和产业结构，石油源的贡献率较高，而交通源的贡献率较低。这种差异主要与各地区的产业布局、交通状况以及能源消费结构等因素密切相关。通过与其他地区的对比分析，可以更全面地了解大鹏澳海域PAHs的来源特征，为制定针对性的污染控制措施提供参考。五、大鹏澳海域沉积物中多环芳烃的生态风险评估5.1评估方法与标准本研究采用沉积物质量基准法和风险商值法对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃（PAHs）进行生态风险评估，旨在全面、准确地揭示其潜在生态风险，为海洋环境保护提供科学依据。沉积物质量基准法是基于多环芳烃对海洋生物的毒性效应建立的评估方法，其核心在于通过对比沉积物中PAHs的实测浓度与沉积物质量基准值，来判断PAHs对海洋生物产生不利影响的可能性。在本研究中，选用了美国国家海洋与大气管理局（NOAA）提出的效应区间低值（ERL）和效应区间中值（ERM）作为评估标准。ERL代表着低效应浓度，当沉积物中PAHs浓度低于ERL时，表明PAHs对海洋生物产生负面效应的可能性较低；而ERM则代表着高效应浓度，若PAHs浓度高于ERM，意味着PAHs对海洋生物产生负面效应的可能性较高；当PAHs浓度介于ERL和ERM之间时，对海洋生物产生负面效应的可能性处于中等水平。例如，对于菲这一常见的多环芳烃单体，其ERL值为190ng/g，ERM值为1500ng/g。若某站位沉积物中菲的实测浓度低于190ng/g，可初步判断该站位菲对海洋生物的负面效应可能性低；若高于1500ng/g，则负面效应可能性高；在190-1500ng/g之间时，负面效应可能性中等。这种评估标准是通过大量的实验室研究和现场监测数据，综合考虑多环芳烃对不同海洋生物的毒性影响而确定的，具有较高的科学性和可靠性。风险商值法是一种综合考虑多环芳烃的浓度、毒性以及生物可利用性等因素的评估方法，其计算方式为风险商值（RQ）等于多环芳烃的实测浓度除以预测无效应浓度（PNEC）。其中，预测无效应浓度是通过对多环芳烃的毒性数据进行分析和推导得出的，它代表了在一定的置信水平下，不会对生物产生不良影响的浓度阈值。在本研究中，采用物种敏感度分布法来推导PNEC。该方法通过收集多种海洋生物对多环芳烃的毒性数据，构建物种敏感度分布曲线，从而确定在一定保护水平下（如保护95%的物种）的PNEC值。例如，对于苯并[a]芘，通过收集多种海洋生物（如鱼类、贝类、虾类等）对其的急性毒性数据（如半数致死浓度LC50、半数抑制浓度IC50等）和慢性毒性数据（如无观察效应浓度NOEC、最低可观察效应浓度LOEC等），利用统计软件构建物种敏感度分布曲线，最终确定其PNEC值。当RQ值小于0.1时，表明生态风险较低，多环芳烃对海洋生态系统的影响较小；当RQ值介于0.1-1之间时，生态风险为中等，可能会对部分敏感生物产生一定影响；当RQ值大于1时，生态风险较高，多环芳烃可能会对海洋生态系统造成较为严重的损害。5.2生态风险评估结果5.2.1单个多环芳烃的风险评估依据沉积物质量基准法，将大鹏澳海域沉积物中16种多环芳烃（PAHs）的实测浓度与美国国家海洋与大气管理局（NOAA）提出的效应区间低值（ERL）和效应区间中值（ERM）进行细致对比，评估单个PAHs的生态风险，具体结果如表4所示。表4大鹏澳海域沉积物中单个PAHs的生态风险评估PAHsERL(ng/g)ERM(ng/g)实测浓度范围(ng/g)风险评估萘16021005.6-20.5低于ERL，风险低苊烯446403.2-10.5低于ERL，风险低苊8510004.5-15.6低于ERL，风险低芴1932015.6-35.2部分站位接近ERL，有一定风险菲1901500120.5-420.5部分站位介于ERL和ERM之间，中等风险蒽8511005.6-20.3低于ERL，风险低荧蒽280510080.2-300.6部分站位介于ERL和ERM之间，中等风险芘260420070.3-250.7部分站位接近ERL，有一定风险苯并[a]蒽162608.5-25.6部分站位接近ERL，有一定风险䓛243807.6-20.4部分站位接近ERL，有一定风险苯并[b]荧蒽--10.2-30.5无最低安全值，有风险苯并[k]荧蒽--8.6-25.3无最低安全值，有风险苯并[a]芘4.31605.6-20.6部分站位接近ERL，有一定风险茚并[1,2,3-cd]芘--6.5-22.3无最低安全值，有风险二苯并[a,h]蒽2.2563.5-10.5部分站位接近ERL，有一定风险苯并[g,h,i]苝--7.8-25.8无最低安全值，有风险从表4可知，苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、茚并(1,2,3-cd)芘和苯并(ghi)苝没有最低安全值，只要它们在环境中存在，就会对生物产生毒副作用，具有潜在的生态风险。芴在部分站位的实测浓度接近效应区间低值（ERL），存在一定的生态风险。在所有站位中，芴的浓度范围为15.6-35.2ng/g，部分站位的浓度已经接近或超过了部分研究中设定的可能产生生态风险的阈值，这表明芴对大鹏澳海域的生态环境具有一定的潜在威胁。苊、蒽、萘、苊烯的实测浓度均低于ERL，表明这些物质对海洋生物产生负面效应的可能性较低，生态风险相对较低。菲、荧蒽等物质在部分站位的实测浓度介于ERL和ERM之间，对海洋生物产生负面效应的可能性处于中等水平，具有中等生态风险。以菲为例，其在大鹏澳海域沉积物中的实测浓度范围为120.5-420.5ng/g，部分站位的浓度已经超过了ERL值（190ng/g），但未达到ERM值（1500ng/g），这意味着在这些站位，菲可能会对部分海洋生物的生长、繁殖等生理过程产生一定的影响。5.2.2综合生态风险评估采用风险商值法（RQ）对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃（PAHs）进行综合生态风险评估，计算各站位的综合风险商值（ΣRQ），结果如表5所示。表5大鹏澳海域沉积物中PAHs的综合生态风险评估站位ΣRQ风险等级11.25高风险20.98中等风险30.85中等风险40.76中等风险50.82中等风险61.12高风险70.92中等风险80.65中等风险90.70中等风险100.56中等风险当风险商值（RQ）小于0.1时，表明生态风险较低；当RQ值介于0.1-1之间时，生态风险为中等；当RQ值大于1时，生态风险较高。从表5可以看出，1号站和6号站的综合风险商值（ΣRQ）分别为1.25和1.12，均大于1，处于高风险等级。1号站位于网箱养殖区，由于养殖活动中饲料投喂、养殖设施老化释放以及养殖生物代谢产物等多环芳烃来源复杂且相对集中，导致该区域多环芳烃含量较高，进而使得综合生态风险处于高风险水平。6号站靠近大亚湾核电站，核电站运行过程中产生的微量多环芳烃排放，经过长期积累，在该站位造成了较高的多环芳烃浓度，使得综合风险商值超过1，处于高风险状态。其他站位的ΣRQ值介于0.56-0.98之间，处于中等风险等级。这些站位虽然受到的人类活动影响相对较小，但由于大气沉降、洋流输送等因素，依然有一定量的多环芳烃在此积累，使得生态风险处于中等水平。总体而言，大鹏澳海域沉积物中PAHs存在一定的生态风险，部分区域风险较高，需要引起重视并采取相应的污染防控措施。5.3风险影响因素分析多环芳烃（PAHs）在大鹏澳海域沉积物中的含量是影响生态风险的关键因素之一。随着PAHs含量的增加，其对海洋生物的潜在毒性效应显著增强。当PAHs含量超过一定阈值时，会对海洋生物的生理功能产生不良影响，如干扰生物的内分泌系统、影响生物的生长发育和繁殖能力等。在高含量PAHs的环境中，海洋生物可能会出现生长缓慢、繁殖率下降、免疫功能降低等现象，甚至导致生物死亡。大鹏澳海域部分站位沉积物中PAHs含量较高，如位于网箱养殖区的1号站和靠近大亚湾核电站的6号站，这些区域的PAHs含量超过了沉积物质量基准法中的效应区间低值（ERL），甚至部分单体接近或超过效应区间中值（ERM），表明这些区域的PAHs对海洋生物产生负面效应的可能性较大，生态风险较高。PAHs的组成也会对生态风险产生重要影响。不同环数的PAHs具有不同的毒性，一般来说，高分子量的PAHs（四环及以上）毒性更强，致癌性和致畸性更高。苯并[a]芘是一种典型的高分子量PAHs，具有极强的致癌性，其在环境中的存在会极大地增加生态风险。在大鹏澳海域沉积物中，虽然低分子量的PAHs（二环和三环）在含量上可能占据一定比例，但高分子量PAHs的存在不容忽视。部分站位中苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽等高分子量PAHs的含量虽相对较低，但由于其高毒性，依然对生态系统构成较大威胁。此外，不同PAHs单体之间可能存在协同作用，进一步增强其生态毒性。当多种PAHs同时存在时，它们可能会相互影响在生物体内的代谢和作用机制，导致联合毒性效应大于单个PAHs毒性的简单相加，从而增加生态风险。沉积物性质对PAHs的生态风险有着不可忽视的影响。沉积物中的有机碳含量是影响PAHs吸附和迁移的重要因素。有机碳具有较大的比表面积和丰富的官能团，能够与PAHs发生物理吸附和化学络合作用，从而影响PAHs在沉积物中的赋存状态和生物可利用性。一般情况下，有机碳含量越高，对PAHs的吸附能力越强，PAHs在沉积物中的稳定性越高，生物可利用性相对降低，生态风险也会相应减小。在大鹏澳海域，有机碳含量较高的沉积物区域，PAHs的生态风险相对较低；而在有机碳含量较低的区域，PAHs更容易释放到水体中，被海洋生物摄取，从而增加生态风险。沉积物的粒度也会影响PAHs的分布和生态风险。细颗粒沉积物（如黏土和粉砂）具有更大的比表面积，能够吸附更多的PAHs，使得PAHs在细颗粒沉积物中相对富集。这些细颗粒沉积物在海洋环境中更容易悬浮和迁移，增加了PAHs与海洋生物接触的机会，从而提高了生态风险。而粗颗粒沉积物（如砂粒）对PAHs的吸附能力较弱，PAHs在其中的含量相对较低，生态风险也相对较小。周边人类活动是导致大鹏澳海域沉积物中PAHs生态风险增加的重要因素。大鹏澳周边分布着核电站、水产养殖场以及海上交通等多种人类活动。核电站运行过程中可能产生的微量PAHs排放，虽然排放量相对较小，但由于其持久性和生物累积性，长期积累可能会对周边海域生态环境产生潜在威胁。水产养殖活动中，饲料的投喂、养殖设施的老化和维护以及养殖生物的代谢产物等都可能成为PAHs的来源，导致养殖区域附近沉积物中PAHs含量升高，增加了该区域的生态风险。海上交通船只的燃油燃烧会排放大量的PAHs，这些PAHs随着船只的航行在海域中扩散，最终沉降到沉积物中，使得靠近航道的区域PAHs含量升高，生态风险增大。周边地区的工业活动、生活污水排放以及农业活动中的农药和化肥使用等，也可能通过地表径流、大气沉降等方式将PAHs带入大鹏澳海域，进一步加剧了海域的生态风险。六、结论与展望6.1主要研究结论本研究对大鹏澳海域沉积物中多环芳烃（PAHs）的分布、来源及生态风险进行了系统深入的探究，取得了以下主要研究成果：分布特征：在含量水平方面，丰水期大鹏澳表层沉积物中16种PAHs总量范围为256.7-744.1ng/g，平均含量为531.8ng/g；枯水期总量范围为237.3-1098.0ng/g，平均含量为628.5ng/g，枯水期含量显著高于丰水期。表层沉积物中含量最高的三种单体为菲、荧蒽和芘，对多环芳烃总量的贡献率在50%以上。柱状沉积物中PAHs含量呈现由底部向表层逐渐增大的趋势，反映了人类活动对多环芳烃积累的影响，其中芴、菲、荧蒽和芘这四种物质对总量的贡献率在65%以上。在空间分布上，表层沉积物中PAHs含量呈现从西北向东南逐渐降低的趋势，网箱养殖区和核电站附近为高值区，开阔海域含量较低；柱状沉积物中，靠近海岸的养殖区域（柱1）PAHs含量高于开阔海域中心位置（柱2），且组成特征也存在差异。在时间变化上，丰水期和枯水期PAHs含量存在明显差异，主要与水文条件和人类活动的季节变化有关，同时柱状沉积物也体现了多环芳烃含量随时间的增长趋势。来源解析：通过同分异构体比值法和正定矩阵因子分解模型（PMF）分析，确定大鹏澳海域沉积物中PAHs主要来源于石油源，贡献率为48.6%，海上运输、石油开采等活动是石油源PAHs的主要输入途径。此外，生物质燃烧源贡献率为25.3%，工业排放源贡献率为16.7%，交通源贡献率为9.4%。周边地区的农业秸秆焚烧、森林火灾以及居民生活用柴等生物质燃烧活动，化工、钢铁、电力等工业企业的排放，以及少量的交通排放，也是该海域PAHs的重要来源。生态风险评估：依据沉积物质量基准法和风险商值法评估发现，苯并(b)荧蒽、